《研究方法》课件.ppt

第5章研究方法 第一节实验毁损法第二节神经活动的记录与诱发1脑损伤的行为效应评估1神经活动记录2脑毁损模型2脑代谢与突触活动记录3立体定位手术3脑分泌测量4组织学方法4神经活动的诱发5束路追踪法5脑内电刺激的行为效应6活体人脑研究第三节神经化学方法第四节遗传学方法1合成特定神经化学物的神经元定位1双生子研究2特定受体定位2寄养子研究3靶突变 第一节实验毁损法 1脑损伤的行为效应评估1 脑毁损研究定义 损毁部分脑区 观察动物随后的行为 称为脑毁损研究 是研究脑功能的最重要的方法之一 2 脑毁损研究的用途 发现不同脑区的功能执行特定行为所需的功能3 解释脑损伤结果 必须非常谨慎 大脑所有区域都是相互关联的事实使损毁研究的解释复杂化 吸出法 麻醉动物 打开颅骨 切开脑膜 副压吸引泵的玻璃细管的管口放在要吸出的皮质表面 将皮质吸到管内 吸出大脑皮质 2 脑毁损模型 A 射频损伤 一种高频交流电 一根只有尖端部分裸露的不锈钢丝 皮层下区域的脑损毁 电极插入确定的脑结构 通以射频 radiofrequency RF 电流 电流通过脑组织产生热量 将电极尖端部分的细胞烧伤致死 同时也将把过路神经损毁 B 神经化学损伤 原理 用神经毒剂或化学阻断剂来干扰脑内蛋白质 核酸或其它一些神经递质的代谢来导致脑机能失调 特异性高 选择性强永久性的脑损伤 非暂时脑损伤 可逆性脑损伤 兴奋性毁损注射红藻氨酸进入特定脑区 兴奋谷氨酸 损伤神经元胞体 但不影响过路神经纤维 射频损伤 兴奋性毒性毁损对脑组织造成损伤 甚至引起额外的脑损伤 从而影响动物行为 难以准确确定动物行为缺陷的脑部位 假损伤 其余操作与射频损伤 兴奋性毒性毁损一样 但不通电 不注射红藻氨酸 作为对照组 如果假手术的结果与脑毁损结果不同 说明特定部位的脑毁损手术导致行为缺陷 可逆性脑损伤 冷冻法原理 利用冷冻探头 放在开颅后的硬脑膜下 使温度降至20 C时 即可产生大脑皮质局部性短暂功能阻断效应 拿掉冷冻探头 脑组织温度回升 其功能不仅可以恢复 尚无组织变性的继发性后作用 C脑内化学刺激a 化学刺激选择性强 容易阐明其机理 对神经的传导发生直接影响 b 工具性药物 局麻药 毒蝇蕈醇 将生物化学物质通过预先埋植在动物脑的一定部位的小管注入动物脑内 以观察药物对动物行为的影响 3脑立体定位技术 A 脑图谱参考点 囟门 前囟 B 立体定位仪 三个主要部分 1 标尺 2 电极和导管夹持器 3 固定动物头部的耳杆 门齿沟 使用立体定位仪进行实验 4组织学方法 麻醉 用生理盐水灌注动物心脏 10 的福尔马林固定脑组织 终止自溶 一般的切片机 10 80微米的薄片 行为实验 灌注 固定 制片 染色 玻璃载物片 投入化学试剂中染色 盖上盖玻片 电镜观察 鉴定损伤位点 5束路追踪法5 1追踪传出轴突法5 2追踪传入轴突法5 3跨神经追踪 5 1追踪传出轴突法 单一神经元完整形态学变化 将PHA L注入核团 免疫细胞化学法使PHA L显影 PHA L沿神经元轴浆流分布于细胞各组成部分 树突 胞体 轴突及终扣 处死动物 常规冰冻 制成切片 行为测量 显微镜下观察 顺行标记法 5 2追踪传入轴突法 行为测量 逆行标记法 处死动物 切下所需的脑组织 荧光显微镜下观察 确定特定的传入通路 将荧光金注入核团内 终扣吸收逆行传向胞体 5 3跨神经追踪法伪狂犬病病毒 猪疱疹病毒疫苗 注入脑区 神经元感染并传递到其他神经元 引起神经元死亡 从而追踪顺行或逆行的神经通路将顺行和逆行标记法和跨神经追踪法结合 可揭示神经结构的相互联系 提供脑组织的环路图 见图5 15 6活体人脑研究6 1计算机轴断层描技术6 2核磁共振显影技术 6 1计算机轴断层描技术 computerizedaxialtomography CT 原理 将X光照相和计算机处理方法结合起来观察活脑的组织病变 X射线装置 X射线管光检测器计算机成像 优势 脑结构成像局限 空间分辨率稍显不足 病变结构需足够大 6 2核磁共振显影技术 magneticresonanceimaging MRI A 核磁共振现象 Nucleusmagneticresonance NMR 在一个极强的磁场中 脑内某些物质的原子核在射频电磁波的能量激发下吸收能量 随后又能发射能量的现象 物理原理 B 磁共振显影技术 magneticresonanceimagingMRI 脑放置在强的均匀磁场中 一个适当的射频脉冲通过时 在频率场的激励下 原子核发生磁能级的共振 此种核磁共振效应可为安放在头壳周围的线圈所检测 计算机处理将检测数据构成脑结构图像 空间分辨率 2毫米时间分辨率 秒级 获得脑结构图像 第四节常用的活体脑成像技术 MRI 分子生物学 神经化学和电生理学这些工具继续在分子 突触和细胞水平对神经元情况提供相关信息 新一代非侵入性的成像方法能够使我们将研究领域从细胞扩展到系统水平 从动物扩展到人类 该类技术目前已经在各个领域